CN2777486Y - 狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测试技术领域的狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置，本实用新型包括：微型双作用气缸、支撑挡块、弹簧片U型支承架、悬臂梁式弹簧片、第一应变片、平衡电桥金属块、第二应变片、测量螺钉、第一活塞杆、第二活塞杆，其连接方式为：在微型双作用气缸的第一活塞杆上设有支撑挡块，在微型双作用气缸的第二活塞杆上通过连接螺钉设有弹簧片U型支承架，测量螺钉位于弹簧片U型支承架的中心线位置上，在悬臂梁式弹簧片的上下两侧分别设有一片第一应变片，在平衡电桥金属块的左右两侧面上分别设有一片第二应变片。本实用新型结构紧凑，功能完善，使用方便可靠，测量结果准确。

Description

狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于测试技术领域的检测装置，具体地说，是一种狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置。

背景技术

在目前情况下，对这种承压管道的检测仅限于在锅炉维修期间由人工目测方式对其顶层管道外表面进行检测，而对其下层管道外表面缺陷检测则无能为力。一种典型的直径测量探头装置包括本体、可换测头、固定量脚、活动量脚、测量杠杆和百分表，其连接关系为：可换测头分别设置在固定量脚和活动量脚的外侧，活动量脚和测量杠杆与本体用活动铰链连接，测量杠杆长臂的端部和短臂的端部分别设有平触头，百分表的传动杆穿过本体上部的套与平触头相应；测量杠杆的短臂与活动量脚的短臂之间设有拉伸弹簧，活动量脚的短臂端部设有圆触头与测量杠杆的短臂端部的平触头相应；活动量脚与固定量脚的长臂之间设有凹坑内嵌压缩弹簧。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号CN1403784Y，公开日为2003年3月19日，发明名称为：“狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量装置”，该专利自述为：主要包括减速直流电机、滑动轴套、支板(一)和(二)、吊杆、机械臂、隔板、转轴、组合探头、光电传感器(一)和(二)、码盘，其连接方式为：机械臂末端与吊杆用螺钉连接，两支板(一)和(二)用螺钉与吊杆和隔板连接，减速直流电机用螺钉与支板(一)连接，减速直流电机的输出轴用销与转轴相连，转轴通过两个滑动轴套(一)和(二)支承在两个支板(一)和(二)的轴孔内，滑动轴套(一)和(二)与支板(一)和(二)孔之间为过盈配合，与转轴为间隙配合，转轴上设有码盘，码盘与转轴之间用紧定螺钉连接，在两个支板(一)和(二)的下部分别设置光电传感器(一)和(二)，光电传感器(一)、(二)与两支板(一)、(二)用螺钉连接，码盘上带切口的圆板正好处于光电传感器上的感应槽中央，在转轴的输出端设置组合探头，两者之间通过螺纹连接，并用一防松螺母锁紧。直径测量的组合探头主要包括：内螺套、探头壳体、微型螺纹气缸、连接螺套、弧形探头簧片、小圆棒、应变片，其连接方式为：内螺套压入探头壳体，两者之间紧配合，微型螺纹气缸穿过探头壳体的中心孔，两端用螺母拧紧将气缸夹紧在探头壳体上，连接螺套拧在微型螺纹气缸的输出活塞杆上，并用防松螺母拧紧，弧形探头簧片与连接螺套用销连接，在弧形探头簧片上再钎焊3个小圆棒，分别位于弧形探头簧片的内侧中心和内侧两端，在弧形探头簧片根部左右两侧的内外表面对称地各贴2件应变片。其不足之处是：由于弧形弹簧片的定型工艺相当困难，而在未经过定型的情况下测量过程中变形大，变形后存在较大的残余变形量，一次标定之后如不连续使用或在使用中受到外界力或碰撞，均会影响原先的标定值。因此这给该装置的实用性及使用中的便利性带来了较大的影响。此外，该装置采用的是微型螺纹气缸，测量时仅将直径测量组合探头的一端向前伸出，而整个装置在空间中的位置仅依靠柔性机械臂及其拉紧机构来确定，难以实现准确定位，也没有力支撑点，因此无法在弧形弹簧片上施加压力，达不到测量的要求，从而在很大程度上影响直径测量结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置，使其功能完善，结构紧凑，使用方便可靠，测量结果准确。

本实用新型是根据以下技术方案来实现的，本实用新型包括：微型双作用气缸、支撑挡块、弹簧片U型支承架、悬臂梁式弹簧片、第一应变片、平衡电桥金属块、第二应变片、测量螺钉、第一活塞杆、第二活塞杆，其连接方式为：在微型双作用气缸的第一活塞杆上设有支撑挡块，在微型双作用气缸的第二活塞杆上通过连接螺钉设有弹簧片U型支承架，悬臂梁式弹簧片的一端嵌入在弹簧片U型支承架的一侧，在悬臂梁式弹簧片的悬臂梁末端设有测量螺钉，测量螺钉位于弹簧片U型支承架的中心线位置上，在悬臂梁式弹簧片的上下两侧分别设有一片第一应变片，在平衡电桥金属块的左右两侧面上分别设有一片第二应变片。

所述的微型双作用气缸包括：第一组进气口和第二组进气口，第一组进气口位于微型双作用气缸的一个侧面的两端，第二组进气口位于微型双作用气缸另一个侧面的中间。

所述的平衡电桥金属块经绝缘包裹。

所述的测量螺钉用两个紧固螺母拧紧。

本实用新型的工作原理是：平衡电桥金属块上的一对第二应变片与悬臂梁式弹簧片上的一对第一应变片结构参数相同，二者组成一个完整的测量电桥。微型双作用气缸具有两根活塞杆，能分别向两端伸出及缩回，第一活塞杆用于固定一个支撑挡块，第二活塞杆用于固定直径测量探头的弹簧片U型支承架，当两根活塞杆均伸出时，支撑挡块顶在后端管道的鳍片上，弹簧片U型支承架则被压到前端被测管道的相应区域上，从而可将整个测量探头装置在鳍片管间进行准确、可靠的定位，并为直径测量提供必需的压力。此时测量螺钉作为直径测量时弹簧片应变力的受力支点，也顶在被测管道上从而令弹簧片产生变形，其变形量大小随着被测管道曲率的变化而不同，于是会有不同的应变输出，根据标定曲线就可确定被测管道的直径。弹簧片经过定型处理，有效消除了残余变形。

工作过程中，首先是微型双作用气缸的第一组进气口进气，第二组进气口排气，微型双作用气缸的两个活塞杆均处于缩回状态，整个探头装置尺寸比较小，适合在狭小的空间内运动。当探头装置运动到指定位置、并旋转到测量方位后，微型双作用气缸的第二组进气口进气，第一组进气口排气，两根活塞杆同时伸出，此时支撑挡块顶在后端热交换管的鳍片上，弹簧片U型支承架则被压在前端被测管道的相应区域上，从而执行直径测量的功能。此时探头正对需要测量直径的管道表面，气缸的输出活塞杆处于伸出状态，其后端的支撑挡块顶在后端热交换管的鳍片上，前端的弹簧片U型支承架则被压在管道的被测区域上，其中测量螺钉顶到管道的外表面，使悬臂梁式弹簧片产生相应的变形，该变形量的大小随着被测管道曲率的变化而不同。悬臂梁式弹簧片经过定型处理和预先标定，根据标定曲线就可确定被测管道的直径。由一对第一应变片与一对第二应变片组成的测量电桥所测得的数据上传到上位监控仪表，检测完毕，微型双作用气缸的第一组进气口进气，第二组进气口排气，气缸的输出活塞杆带着一端的支撑挡块和另一端的测量探头缩回至原位。

本实用新型的有益效果是：将悬臂梁式直径测量探头与微型双作用气缸组合成一体，通过检测机器人机械臂末端减速电机的驱动完成周围管道的直径测量。支撑挡块的设计提供了工作所需的定位功能并保证了测量所需压力的受力点。悬臂梁式结构的弹簧片易于定型，从而能克服残余变形的影响，最大限度的保证了测量结果的准确性。整个探头结构紧凑，与检测机器人配套可到达管道群内任意位置，适合狭小空间内带鳍片的热交换管道的直径测量，它是火力发电厂锅炉热交换器承压管道检测机器人的一个十分重要的组成部分。

附图说明

图1本实用新型结构示意图

图2带有第二应变片的平衡电桥金属块结构示意图

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型包括：微型双作用气缸1、支撑挡块2、弹簧片U型支承架3、悬臂梁式弹簧片4、第一应变片5、平衡电桥金属块6、第二应变片7、测量螺钉8、第一活塞杆9、第二活塞杆10，其连接方式为：在微型双作用气缸1的第一活塞杆9上设有支撑挡块2，在微型双作用气缸1的第二活塞杆10上通过连接螺钉11设有弹簧片U型支承架3，悬臂梁式弹簧片4的一端嵌入在弹簧片U型支承架3的一侧，在悬臂梁式弹簧片4的悬臂梁末端设有测量螺钉8，测量螺钉8位于弹簧片U型支承架3的中心线位置上，在悬臂梁式弹簧片4的上下两侧分别设有一片第一应变片5，在平衡电桥金属块6的左右两侧面上分别设有一片第二应变片7。

所述的微型双作用气缸1包括：第一组进气口12、13和第二组进气口14、15，第一组进气口12、13位于微型双作用气缸1的一个侧面的两端，第二组进气口14、15位于微型双作用气缸另一个侧面的中间。

所述的平衡电桥金属块6经绝缘包裹。

所述的测量螺钉8用两个紧固螺母拧紧。

Claims (4)

1、一种狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置，包括：微型双作用气缸(1)、悬臂梁式弹簧片(4)、第一应变片(5)、平衡电桥金属块(6)、第二应变片(7)、测量螺钉(8)、第一活塞杆(9)、第二活塞杆(10)，其特征在于，还包括：支撑挡块(2)、弹簧片U型支承架(3)，在微型双作用气缸(1)的第一活塞杆(9)上设有支撑挡块(2)，在微型双作用气缸(1)的第二活塞杆(10)上通过连接螺钉(11)设有弹簧片U型支承架(3)，悬臂梁式弹簧片(4)的一端嵌入在弹簧片U型支承架(3)的一侧，在悬臂梁式弹簧片(4)的悬臂梁末端设有测量螺钉(8)，测量螺钉(8)位于弹簧片U型支承架(3)的中心线位置上，在悬臂梁式弹簧片(4)的上下两侧分别设有一片第一应变片(5)，在平衡电桥金属块(6)的左右两侧面上分别设有一片第二应变片(7)。

2、根据权利要求1所述的狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置，其特征是，所述的微型双作用气缸(1)包括：第一组进气口(12)、(13)和第二组进气口(14)、(15)，第一组进气口(12)、(13)位于微型双作用气缸(1)的一个侧面的两端，第二组进气口(14)、(15)位于微型双作用气缸(1)另一个侧面的中间。

3、根据权利要求1所述的狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置，其特征是，所述的平衡电桥金属块(6)经绝缘包裹。

4、根据权利要求1所述的狭小空间内带鳍片的热交换管道直径测量探头装置，其特征是，所述的测量螺钉(8)用两个紧固螺母拧紧。

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